個(ge) 性化形式的傳(chuan) 感器對於(yu) 自動化技術中的任務很有趣，因為(wei) 它們(men) 可以靈活地用於(yu) 各種應用。電感式接近傳(chuan) 感器采用圓柱形金屬外殼，其中線圈、電路板和插頭以固定配置安裝 - 具有固定幾何形狀的標準組件。

在自動化技術中，電感式接近傳(chuan) 感器被大量用於(yu) 金屬物體(ti) 的非接觸式檢測。在工業(ye) 應用中，他們(men) 不僅(jin) 可以記錄組件的接近程度，還可以記錄它所在的距離。

然而，由於(yu) 外殼的形狀，直到現在還沒有開發出用於(yu) 集成在特定環境中的電感式接近傳(chuan) 感器——例如機械臂抓手。

任何形狀的外殼

因此出現了一個(ge) 問題：為(wei) 什麽(me) 不用塑料打印傳(chuan) 感器外殼，使其可以製成任何形狀？這正是弗勞恩霍夫製造工程與(yu) 自動化 IPA 研究所增材生產(chan) 中心的一個(ge) 研究團隊現在所取得的成就。該團隊得到了塑料加工機械製造商 ARBURG GmbH & Co. KG 以及傳(chuan) 感器和自動化專(zhuan) 家 Balluff GmbH 的同事的支持。

傳(chuan) 感器外殼需要具有高介電強度和阻燃性能的塑料。專(zhuan) 家們(men) 選擇了半結晶塑料聚對苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)，它被用作生產(chan) 電子外殼的標準注塑材料。然而，這種類型的材料尚未用於(yu) 3D 打印，因此需要具有開創性的工作。

不同生產(chan) 階段定製傳(chuan) 感器的演示模型：CAD 概念（左上）、電子元件集成後（右上）和完成的演示模型（下）。（圖片：弗勞恩霍夫製造工程與(yu) 自動化研究所）

3D 打印中的導體(ti) 軌道

塑料以顆粒形式送入“freeformer”，這是 ARBURG 的工業(ye) 增材製造係統，該係統使用帶有特殊塑化螺杆的材料製備單元。在熔化標準顆粒後，不使用模具的自由成型過程如下：高頻噴嘴閉合釋放微小的塑料液滴，可以在可移動部件載體(ti) 的幫助下精確定位。

通過這種方式，freeformer 逐層創建了帶有空腔的 3D 組件，可以在打印過程中將組件插入其中。為(wei) 了實現這一點，freeformer 會(hui) 自動中斷每一層的流程，以便可以非常精確地集成線圈、電路板和插頭。在一個(ge) 單獨的過程中，然後使用分配器在外殼內(nei) 生產(chan) 銀導體(ti) 軌道。為(wei) 了完成這個(ge) 過程，所需要做的就是套印空腔，然後將它們(men) 裝入聚氨酯中。

該團隊以這種方式製作了 30 多個(ge) 定製傳(chuan) 感器的演示模型，然後按照他們(men) 的步驟進行測試：組件必須能夠承受溫度變化和振動，必須防水並通過電絕緣測試。通過優(you) 化設計和製造過程，最終成功完成了測試。

增材製造組件中的電子功能集成研究項目持續了 18 個(ge) 月。在 Fraunhofer IPA 領導該項目的 Stefan Pfeffer 目前正與(yu) ARBURG（阿博格）合作，研究未來如何使用導電塑料來開拓其他應用領域。